KR20210057330A

KR20210057330A - 박형 정밀 리니어 액츄에이터

Info

Publication number: KR20210057330A
Application number: KR1020190143977A
Authority: KR
Inventors: 강성민; 박상민; 박찬혁
Original assignee: 주식회사 피앤엠
Priority date: 2019-11-12
Filing date: 2019-11-12
Publication date: 2021-05-21
Anticipated expiration: 2039-11-12
Also published as: KR102273658B1

Abstract

본 발명은 박형 정밀 리니어 액츄에이터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 얇은 구조로 형성되면서도 충분한 강성과 정밀도를 만족시키며 정확하게 작동이 가능한 구조를 가지는 박형 정밀 리니어 액츄에이터에 관한 것이다.
본 발명에 의한 박형 정밀 리니어 액츄에이터는, 두께가 얇으면서도 높은 정밀도로 정확하게 선형 운동이 가능하면서 견고한 구조를 가지는 장점이 있다.

Description

박형 정밀 리니어 액츄에이터{Thin Type Precise Linear Actuator}

본 발명은 박형 정밀 리니어 액츄에이터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 얇은 구조로 형성되면서도 충분한 강성과 정밀도를 만족시키며 정확하게 작동이 가능한 구조를 가지는 박형 정밀 리니어 액츄에이터에 관한 것이다.

반도체 부품을 검사하거나 조립하는 분야 등 다양한 분야에서 공압 실린더와 같은 기계 요소를 사용하여 선형적인 작동을 하는 리니어 액츄에이터가 널리 사용된다.

특히 소형 반도체 부품 등에 대해 작업을 하는 경우 이와 같은 리니어 액츄에이터를 다수개 병렬로 연결하여 동시에 또는 순차적으로 공정을 수행하는 경우가 많다.

이와 같은 리니어 액츄에이터를 사용하여 작업을 수행하는 대상 제품의 크기가 소형화되면서 이와 같은 리니어 액츄에이터도 소형화되어 사용되고 있다. 특히, 상술한 바와 같이 다수의 리니어 액츄에이터를 병렬로 연결하여 동시에 또는 순차적으로 작업하는 경우 리니어 액츄에이터의 두께가 얇은 것이 매우 중요하다. 리니어 액츄에이터의 두께가 얇으면 좁은 공간 내에 다수의 리니어 액츄에이터를 병렬로 연결하여 소형 제품에 대한 검사, 조립, 가공 등의 작업을 수행하는 것이 가능하다.

그런데 대상 제품이 반도체 부품이나 휴대폰용 부품인 경우와 같이 작고 정밀한 제품인 경우에 리니어 액츄에이터의 작업 정밀도와 정확도가 매우 높은 수준으로 요구된다. 리니어 액츄에이터의 두께가 얇아지면 자체 강성이 부족하고 온도 변화나 내부 응력 등의 문제로 인해 뒤틀림과 같은 변형이 발생하기 쉽다. 이러한 경우 마이크로미터 수준의 작동 정밀도를 만족시키면서 10mm 이내의 두께를 가진 리니어 엑츄에이터를 구성하는 것에 어려움이 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 위하여 안출된 것으로, 두께가 얇고 크기가 작으면서도 정교하고 정밀한 선형 운동이 가능한 구조를 가지는 박형 정밀 리니어 액츄에이터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 박형 정밀 리니어 액츄에이터는, 사각 프레임 형태로 형성된 프레임 몸체와, 상기 프레임 몸체의 중앙부에 빈 공간으로 형성되는 작동 공간과, 서로 마주하도록 배치되어 나란하게 연장되도록 상기 프레임 몸체에 형성되어 상기 작동 공간으로 노출되는 한 쌍의 지지 레일과, 상기 한 쌍의 지지 레일과 평행한 방향으로 상기 프레임 몸체의 외면에서 상기 작동 공간까지 연장되어 상기 프레임 몸체에 형성되는 적어도 한 쌍의 연마 홈을 구비하는 지지 프레임; 상기 지지 프레임의 작동 공간 내에 슬라이딩 가능하도록 배치되는 슬라이드 몸체와, 상기 지지 프레임의 한 쌍의 지지 레일과 각각 마주하도록 배치되어 상기 한 쌍의 지지 레일과 나란히 연장되도록 상기 슬라이드 몸체에 형성되는 한 쌍의 슬라이드 레일을 구비하는 슬라이드 블록; 상기 지지 프레임의 한 쌍의 지지 레일에 대한 상기 슬라이드 블록의 한 쌍의 슬라이드 레일의 슬라이딩이 가능하도록 상기 한 쌍의 지지 레일과 상기 한 쌍의 슬라이드 레일의 사이에 구름 가능하게 배치되는 복수의 강구; 및 상기 지지 프레임에 설치되고 상기 슬라이드 블록에 연결되어 상기 지지 프레임에 대해 상기 지지 레일을 따라 상기 슬라이드 블록을 움직이는 작동 부재;를 포함하는 점에 특징이 있다.

본 발명에 의한 박형 정밀 리니어 액츄에이터는, 두께가 얇으면서도 높은 정밀도로 정확하게 선형 운동이 가능하면서 견고한 구조를 가지는 장점이 있다.

도 1 및 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 박형 정밀 리니어 액츄에이터의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 박형 정밀 리니어 액츄에이터의 분리 사시도이다.
도 4는 도 1에 도시된 박형 정밀 리니어 액츄에이터의 일부분의 저면도이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 일실시예에 따른 박형 정밀 리니어 액츄에이터에 대해 설명한다.

도 1 및 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 박형 정밀 리니어 액츄에이터의 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 박형 정밀 리니어 액츄에이터의 분리 사시도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 박형 정밀 리니어 액츄에이터는 지지 프레임(100)과 슬라이드 블록(200)과 복수의 강구(600)와 작동 부재(300) 및 워킹 부재(400)를 포함하여 이루어진다.

지지 프레임(100)은 프레임 몸체(110)와 작동 공간(120)과 두 쌍의 연마 홈(113)을 구비한다.

프레임 몸체(110)는 도 2에 도시한 것과 같이 사각 프레임 형태로 형성된다. 프레임 몸체(110)의 중앙부는 사각형의 빈 공간이 형성되고 이 부분이 작동 공간(120)이 된다. 프레임 몸체(110)는 스테인리스 스틸과 같은 금속 재질로 형성되고 정밀도와 내구성을 갖도록 열처리되어 제작된다.

프레임 몸체(110)에는 한 쌍의 지지 레일(115)이 형성된다. 한 쌍의 지지 레일(115)은 서로 마주하도록 배치되어 프레임 몸체(110)의 길이 방향을 따라 연장되도록 형성되고, 작동 공간(120)을 향해 노출되도록 형성된다. 도 2에 도시한 것과 같이 한 쌍의 지지 레일(115)은 V자 형태의 홈이 연장되는 형상으로 형성된다.

얇은 두께로 형성되면서도 열처리에 의한 변형과 자체 강성을 유지할 수 있도록 프레임 몸체(110)와 한 쌍의 지지 레일(115)로 구성되는 지지 프레임(100)은 별도의 구성으로 제작되어 조립되는 것보다는 일체로 형성되는 것이 좋다.

프레임 몸체(110)에는 두 쌍의 연마 홈(113)이 형성된다. 도 2를 참조하면, 연마 홈(113)은 각각 프레임 몸체(110)의 외면에서 작동 공간(120)까지 연장되도록 형성된다. 본 실시예의 경우 도 2에 도시한 것과 같이 프레임 몸체(110)의 상면과 하면에서 각각 작동 공간(120)까지 연장되도록 형성된다. 또한, 두 쌍의 연마 홈(113)은 각각 지지 레일(115)의 상단과 하단에 연결되도록 지지 레일(115)과 평행한 방향으로 연장되도록 형성된다. 또한, 연마 홈(113)은 각각 프레임 몸체(110)의 전면에서 대응하는 지지 레일(115)까지 경사방향으로 연장되도록 형성되며, 지지 레일(115)의 V자 홈의 경사면의 경사 방향과 실질적으로 동일하거나 유사한 방향으로 연장되도록 형성된다. 이와 같은 연마 홈(113)의 구조로 인해 제작자는 프레임 몸체(110)의 상단부 또는 하단부에서 프레임 몸체(110)의 길이 방향을 따라 연마용 공구(800)를 연마 홈(113)을 통해 삽입하여 움직이면서 지지 레일(115)을 용이하게 연마할 수 있다. 즉, 프레임 몸체(110)의 다른 부분에 간섭되지 않고 연마용 공구(800)를 길이 방향으로 움직이면서 지지 레일(115)을 연마하는 것이 가능하다. 경우에 따라서는 프레임 몸체(110)를 고정할 수 있도록 제작된 지그에 복수의 지지 레일(115)을 길이 방향으로 배열하여 고정한 상태에서 연마용 공구(800)를 길이 방향으로 움직이면서 복수의 프레임 몸체(110)의 지지 레일(115)을 동시에 연마하는 것이 가능하다.

슬라이드 블록(200)은 지지 프레임(100)의 작동 공간(120) 내에 지지 프레임(100)의 길이 방향을 따라서 슬라이딩 가능하도록 배치된다. 슬라이드 블록(200)은 슬라이드 몸체(210)와 한 쌍의 슬라이드 레일(211)을 구비한다.

한 쌍의 슬라이드 레일(211)은 슬라이드 몸체(210)에 형성된다. 한 쌍의 슬라이드 레일(211)은 각각 한 쌍의 지지 레일(115)과 마주하도록 배치되고, 한 쌍의 지지 레일(115)과 나란히 연장되도록 형성된다.

한 쌍의 슬라이드 레일(211)과 슬라이드 몸체(210)는 각각 별도로 제작되는 것보다는 일체로 형성되는 것이 좋다. 이와 같이 일체로 제작되어 열처리 후 연마 가공함으로써 얇은 두께에도 불구하고 충분한 강성과 정밀도를 가진 작동이 가능하게 된다. 한 쌍의 슬라이드 레일(211)도 한 쌍의 지지 레일(115)과 마찬가지로 V자 홈 형태로 연장되도록 형성된다.

복수의 강구(600)는 한 쌍의 지지 레일(115)과 한 쌍의 슬라이드 레일(211)의 사이에 각각 구름 가능하게 배치된다. 복수의 강구(600)의 구름 운동에 의해 슬라이드 블록(200)의 슬라이드 레일(211)이 지지 프레임(100)의 지지 레일(115)에 대해 슬라이딩 운동하게 된다.

복수의 강구(600)는 케이지 부재(500)에 의해 강구(600) 사이의 간격이 유지되면서 효과적으로 구름 운동하게 된다. 케이지 부재(500)는 도 2에 도시한 것과 같이 한 쌍의 볼 케이지(510)와 연결부(520)를 구비한다. 한 쌍의 볼 케이지(510)는 각각 길이 방향으로 배열되는 복수의 강구 홀(511)을 구비한다. 복수의 강구 홀(511)에는 각각 강구(600)가 삽입되어 구르게 된다. 한 쌍의 볼 케이지(510)는 각각 지지 레일(115)과 슬라이드 레일(211) 사이에 배치된다. 결과적으로 볼 케이지(510)의 강구 홀(511)에 삽입된 강구(600)들도 지지 레일(115)과 슬라이드 레일(211) 사이에 위치하게 된다. 연결부(520)는 한 쌍의 볼 케이지(510)를 서로 연결한다. 한 쌍의 볼 케이지(510)가 연결부(520)에 의해 서로 연결됨으로써, 한 쌍의 볼 케이지(510)는 같이 움직이게 된다. 볼 케이지(510)에 의해 강구(600)들의 간격이 유지됨으로써 강구(600)는 서로 접촉하지 않고 원활하게 구름운동하게 된다.

한편, 도 2에 도시한 것과 같이 지지 프레임(100)의 프레임 몸체(110)에는 강구 삽입구(111)가 형성된다. 강구 삽입구(111)를 통해 케이지 부재(500)의 복수의 강구 홀(511)에 각각 강구(600)를 쉽게 삽입할 수 있다. 강구 삽입구(111)는 프레임 몸체(110)의 외면에서 한 쌍의 지지 레일(115)까지 연장되도록 형성된다. 강구 삽입구(111)를 통해 강구(600)들을 삽입한 후에는 강구(600)가 빠지지 않도록 무두 볼트를 강구 삽입구(111)에 체결하여 강구(600)가 이탈되거나 이물질이 유입되는 것을 방지하게 된다.

작동 부재(300)는 지지 프레임(100)에 설치되고 슬라이드 블록(200)에 연결되어 지지 프레임(100)에 대해 슬라이드 블록(200)을 움직인다. 본 실시예의 경우 작동 부재(300)는 작동 몸체(310)와 공압 실린더(320)와 탄성 부재(330)를 구비한다.

작동 몸체(310)는 지지 프레임(100)의 프레임 몸체(110)에 결합된다. 공압 실린더(320)는 작동 몸체(310)에 설치되어 슬라이드 블록(200)의 슬라이드 몸체(210)에 연결된다. 본 실시예의 경우 도 1 및 도 2에 도시한 것과 같이 두 개의 공압 실린더(320)가 설치된다. 공압 실린더(320)를 작동시키면 도 3에 도시한 것과 같이 공압 실린더(320)가 늘어나면서 슬라이드 블록(200)을 하측으로 이송한다. 공압 실린더(320)에 공압이 제거되면 탄성 부재(330)가 슬라이드 블록(200)을 상측으로 이송한다.

본 실시예의 경우 탄성 부재(330)는 압축 스프링 형태로 형성된다. 후술하는 워킹 부재(400)와 지지 프레임(100)의 사이에 탄성 부재(330)가 설치되어 워킹 부재(400)를 지지 프레임(100)에 대해 상승시키는 방향으로 탄성력을 제공한다. 공압 실린더(320)가 작동하여 스프링을 압축시키면서 슬라이드 블록(200)을 하강시키고 공압을 제거하면 탄성 부재(330)가 워킹 부재(400)를 밀어 올려서 슬라이드 블록(200)을 상승시킨다.

워킹 부재(400)는 슬라이드 블록(200)에 연결되어 설치되고, 지지 프레임(100)의 프레임 몸체(110)에 대해 승강 가능하게 설치된다. 작동 부재(300)가 슬라이드 블록(200)을 승강시키면 슬라이드 블록(200)에 결합된 워킹 부재(400)도 슬라이드 블록(200)과 같이 승강하게 된다.

워킹 부재(400)에는 다양한 구성이 설치되어, 작업을 수행할 수 있다. 예를 들어 워킹 부재(400)는 원통형으로 형성되고 워킹 부재(400)에 진공 공압이 연결되도록 구성할 수 있다. 이 경우 워킹 부재(400)는 진공 공압의 작용에 따라 물체를 흡착하는 작동이 가능하다. 필요에 따라서 워킹 부재(400) 또는 프레임 몸체(110)에 워킹 부재(400)의 작동 변위를 확인할 수 있는 센서를 설치하는 것도 가능하다.

이하 상술한바와 같이 구성된 박형 정밀 리니어 액츄에이터의 조립 방법 및 작동에 대해 설명한다.

본 발명에 따른 박형 정밀 리니어 액츄에이터는 매우 얇은 형태의 공압 액츄에이터 형태로 구성되면서도 마이크로 미터 수준의 정교한 오차 범위 내에서 왕복 운동을 수행할 수 있는 박형 정밀 리니어 액츄에이터를 제공하기 위한 것이다.

따라서, 전체 구성의 두께가 얇으면서도 마이크로미터 범위 이상 흔들리지 않고 정교하고 정밀하게 작동하는 것이 중요하다. 이를 위해서 본 발명의 박형 정밀 리니어 액츄에이터는 지지 레일(115)과 슬라이드 레일(211) 사이의 간격 및 강구(600)의 공차가 매우 높은 수준으로 제작되어야 하고 사용중에 마모로 인한 품질 저하의 문제가 발생하지 않아야 하므로 열처리를 통해 매우 높은 강도로 제작되어야 한다.

먼저, 지지 프레임(100) 및 슬라이드 블록(200)은 도 2에 도시한 형태로 가공된 후 열처리를 통해 표면 강도를 향상시키게 된다. 이때, 지지 프레임(100)은 앞서 설명한 바와 같이 사각 프레임 형태로 하나의 부품으로(일체로) 제작되므로 열처리 후에도 뒤틀림과 같은 형상 변형이 최소화된다. 지지 프레임(100)을 2개 이상이 부품으로 별도 제작하여 조립하는 경우는 열처리 과정에서 뒤틀림과 변형이 발생하여 필요한 수준의 정밀 동작을 구현하기 어렵게 된다.

이와 같은 상태에서 슬라이드 블록(200)을 지지 프레임(100)의 작동 공간(120)에 배치하여, 지지 레일(115)과 슬라이드 레일(211)이 서로 마주하도록 배치한다. 이와 같은 상태에서 강구(600)의 외경과 동일한 외경으로 구성된 두 개의 핀 게이지를 한 쌍의 지지 레일(115)과 슬라이드 레일(211)의 사이로 각각 밀어 넣는다. 이때, 지지 레일(115)과 슬라이드 레일(211)의 간격이 충분하지 않으면 핀 게이지가 지지 레일(115)과 슬라이드 레일(211)의 사이로 들어가지 않게 된다.

상술한 바와 같이 지지 프레임(100)의 프레임 몸체(110)에는 연마 홈(113)이 형성되어 있으므로, 제작자는 연마 홈(113)을 통해 지지 레일(115)과 슬라이드 레일(211)의 사이로 핀 게이지의 삽입을 시도할 수 있다.

핀 게이지가 지지 레일(115)과 슬라이드 레일(211)의 사이로 들어가지 않으면, 지지 프레임(100)과 슬라이드 블록(200)을 분리하여 각각 지지 레일(115)과 슬라이드 레일(211)을 연마 가공한다.

이때, 도 4에 도시한 것과 같이 연마용 공구(800)를 연마 홈(113)을 경유하여 움직이도록 함으로써 지지 프레임(100)의 지지 레일(115)에 대한 연마 작업을 쉽게 수행할 수 있다. 지지 레일(115)은 작동 공간(120) 내에 위치하므로 연마 홈(113)이 없다면 간섭을 피하면서 연마용 공구(800)를 지지 레일(115)에 접근시키는 것이 쉽지 않지만, 본 발명의 경우와 같이 연마 홈(113)이 있는 경우에는 연마용 공구(800)의 위치를 설정한 후 연마 홈(113)을 경유시키면서 작동 공간(120) 내의 지지 레일(115)에 대한 연마 작업을 쉽게 수행할 수 있다. 특히, 상술한 바와 같이 연마 홈(113)의 형태가 지지 레일(115)의 경사면과 나란한 방향으로 형성된 경우 연마 작업을 수행하는 것이 더욱 편리해 진다. 또한, 이와 같이 연마 홈(113)이 형성된 경우 복수의 지지 프레임(100)을 길이 방향을 따라 배열하여 고정하고 연마용 공구(800)를 작동시킴으로써 복수의 지지 프레임(100)에 대한 연마 작업을 동시에 수행할 수 있는 장점이 있다. 즉, 연마 홈(113)의 구조를 이용하여 지지 레일(115)에 대한 자동화 작업의 수행이 가능하고 복수의 지지 프레임(100)을 동시 작업함으로써 생산성도 향상시킬 수 있다. 또한, 연마 홈(113)은 지지 프레임(100)의 일부분에만 홈을 형성하는 것이므로 지지 프레임(100)의 강도와 정밀도를 유지할 수 있는 장점도 있다. 도 4는 원반 형태의 연마용 공구(800)를 회전시키면서 지지 레일(115)을 연마하는 경우를 도시한 것이다.

슬라이드 블록(200)은 단순 사각 평판 형태이므로 슬라이드 레일(211)의 연마 작업은 지지 레일(115)의 연마 작업에 비해 용이하게 수행 가능하다.

이와 같이 지지 레일(115)과 슬라이드 레일(211)의 연마 작업을 수행한 후 다시 핀 게이지를 이용하여 지지 레일(115)과 슬라이드 레일(211) 사이의 간격을 확인한다. 픽 게이지에 의한 확인과 연마 작업을 반복적으로 수행하여 핀 게이지가 지지 레일(115)과 슬라이드 레일(211) 사이로 들어갈 때까지 연마 작업을 진행한다.

위와 같은 과정을 통해서, 지지 프레임(100)의 지지 레일(115)과 슬라이드 블록(200)의 슬라이드 레일(211)이 서로 대응하도록 맞춤 가공하는 것이 가능하다. 이와 같은 방법으로 단순 절삭 가공을 통해서는 달성할 수 없는 수준의 정교한 미세가공이 가능하다. 또한, 서로 조립될 지지 프레임(100)과 슬라이드 블록(200)의 상태와 조건에 맞추어 높은 정밀도와 정확도로 지지 레일(115)과 슬라이드 레일(211)을 가공하는 것이 가능하다.

이와 같은 상태에서 지지 프레임(100)과 슬라이드 블록(200)의 사이에 케이지 부재(500)의 볼 케이지(510)가 삽입되도록 배치한다.

다음으로 강구 삽입구(111)를 통해 강구(600)를 순차적으로 삽입하고 슬라이드 블록(200)과 케이지 부재(500)를 조금씩 움직이면서 볼 케이지(510)의 강구 홀(511)에 순차적으로 강구(600)가 안착되도록 한다. 모든 강구 홀(511)에 강구(600)가 안착되면 강구 홀(511)에 무두 볼트를 체결하여 강구 홀(511)을 폐쇄한다.

다음으로, 지지 프레임(100)과 슬라이드 블록(200)에 작동 부재(300)와 워킹 부재(400)를 조립한다.

이하, 상술한 바와 같이 조립된 박형 정밀 리니어 액츄에이터의 작동에 대해 설명한다.

작동 부재(300)의 공압 실린더(320)에 공압을 공급하면 공압 실린더(320)가 늘어나면서 지지 프레임(100)에 대해 슬라이드 블록(200)을 하측으로 이동시키게 된다. 이때, 작동 부재(300)의 탄성 부재(330)인 스프링은 워킹 부재(400)에 의해 압축된다. 도 3에 도시한 것과 같이 워킹 부재(400)는 슬라이드 블록(200)과 함께 하측으로 이동하게 된다. 상술한 바와 같이 워킹 부재(400)에 진공이 연결된 경우에는 대상물을 흡착하게 된다.

다음으로 공압 실린더(320)에 공압을 제거하면 탄성 부재(330)의 힘에 의해 워킹 부재(400)와 슬라이드 블록(200)은 위쪽으로 상승하게 된다. 이와 같은 상태에서 워킹 부재(400)의 공압을 제거하면 대상물은 떨어져서 다른 곳으로 전달될 수 있는 상태가 된다.

슬라이드 블록(200)이 움직일 때 강구(600)는 지지 레일(115)과 슬라이드 레일(211) 사이를 구르면서 슬라이드 블록(200)의 안정적인 운동이 가능하도록 한다. 또한, 케이지 부재(500)에 의해 강구(600)는 강구 홀(511) 내에서만 구르게 되므로 강구(600) 사이의 간격이 유지되어 강구(600)들 간에 접촉이 일어나거나 강구(600)가 지지 레일(115)과 슬라이드 레일(211) 사이에서 이탈되는 것이 방지된다.

한편, 지지 레일(115)과 슬라이드 레일(211) 사이의 간격은 매우 정교하게 제작되었고 소정의 응력이 강구(600)에 가해지도록 조립되므로, 케이지 부재(500)와 슬라이드 블록(200)은 서로 결합되지 않아도, 강구(600)가 구르면서 슬라이드 블록(200)이 움직이면 케이지 부재(500)도 슬라이드 블록(200)과 함께 움직이게 된다.

한편, 앞에서 강구(600)는 강구 삽입구(111)를 통해 케이지 부재(500)의 강구 홀(511)에 삽입되는 것으로 설명하였으나, 경우에 따라서는 다른 방법으로 강구(600)를 삽입하는 것도 가능하다. 예를 들어 지지 레일(115)의 연장 방향을 따라 케이지 부재(500)와 슬라이드 블록(200)이 서로 분리되도록 한 상태에서 강구 홀(511)에 강구(600)를 하나씩 순차적으로 삽입하고 케이지 부재(500)에 힘을 가하여 슬라이드 블록(200) 쪽으로 밀어 넣으면 강구(600)가 지지 레일(115)과 슬라이드 레일(211) 사이에서 약간의 슬립 운동을 하면서 최종적으로 강구(600)들이 지지 레일(115)과 슬라이드 레일(211)의 사이에 위치하게 된다.

이상, 본 발명에 따른 박형 정밀 리니어 액츄에이터에 대해 바람직한 실시예를 들어 설명하였으나 본 발명의 범위가 앞에서 설명한 구조와 형태로 한정되는 것은 아니다.

예를 들어, 앞에서 워킹 부재(400)를 구비하는 형태의 박형 정밀 리니어 액츄에이터를 예로 들어 설명하였으나, 워킹 부재(400)가 없는 구조로 본 발명의 박형 정밀 리니어 액츄에이터가 제작되어 판매 유통될 수 있다. 이 경우에는 본 발명에 따른 제품을 구매하여 사용하는 자가 필요에 따라 적절한 워킹 부재(400)를 설치하여 사용하게 된다.

또한, 앞에서 작동 부재(300)는 공압 실린더(320)를 이용하여 슬라이드 블록(200)을 하강시키고 탄성 부재(300)를 이용하여 슬라이드 블록(200)을 상승시키는 것으로 설명하였으나 탄성 부재(330)를 사용하지 않고 공압 실린더에 의해서 슬라이드 블록을 하강 및 상승시키는 구조의 작동 부재를 사용하는 것도 가능하다. 또한, 공압 실린더(320) 이외의 다른 구조를 가지는 작동 부재를 사용하는 것도 가능하다.

또한, 앞에서 케이지 부재(500)를 구비하는 박형 정밀 리니어 액츄에이터를 예로 들어 설명하였으나 케이지 부재(500)를 구비하지 않는 구조의 박형 정밀 리니어 액츄에이터를 구성하는 것도 가능하다.

또한, 케이지 부재(500)는 앞에서 설명한 것과 같이 볼 케이지가 연결부에 의해 연결되지 않고 서로 분리된 형태로 구성되는 것도 가능하다.

또한, 지지 프레임(100)의 연마 홈(113)은 앞에서 설명한 것과 같이 지지 레일(115)의 경사 방향으로 연장되도록 구성되지 않고, 연마 공구의 형태에 따라 지지 프레임의 외면에서 작동 공간 내부의 지지 레일에 접근할 수 있는 다양한 형태로 설계 변경하는 것이 가능하다.

또한, 경우에 따라서는 연마 홈(113)을 지지 프레임(100)의 상단부와 하단부에 모두 형성하지 않고 상단부와 하단부 중 어느 한 쪽에만 형성하는 구조로 지지 프레임을 구성하는 것도 가능하다.

또한, 앞에서 지지 레일(115)과 슬라이드 레일(211)은 V자 형태의 홈으로 형성되는 것으로 설명하였으나, 지지 레일과 슬라이드 레일의 단면 형상이 반원형이 되거나 그 이외에 다른 형상이 되도록 구성하는 것도 가능하다. 이 경우 연마 공구도 지지 레일과 슬라이드 레일을 연마하기에 적당한 형상으로 된 것을 사용하게 된다. 이 경우에도 연마 홈은 지지 레일의 반원형 단면에 대응하는 연마 공구가 접근 가능한 경사 방향으로 연장되도록 형성되는 것이 좋다.

100: 지지 프레임 110: 프레임 몸체
120: 작동 공간 113: 연마 홈
111: 강구 삽입구 115: 지지 레일
200: 슬라이드 블록 210: 슬라이드 몸체
211: 슬라이드 레일 300: 작동 부재
310: 작동 몸체 320: 공압 실린더
330: 탄성 부재 400: 워킹 부재
500: 케이지 부재 510: 볼 케이지
511: 강구 홀 520: 연결부
600: 강구 800: 연마용 공구

Claims

사각 프레임 형태로 형성된 프레임 몸체와, 상기 프레임 몸체의 중앙부에 빈 공간으로 형성되는 작동 공간과, 서로 마주하도록 배치되어 나란하게 연장되도록 상기 프레임 몸체에 형성되어 상기 작동 공간으로 노출되는 한 쌍의 지지 레일과, 상기 한 쌍의 지지 레일과 평행한 방향으로 상기 프레임 몸체의 외면에서 상기 작동 공간까지 연장되어 상기 프레임 몸체에 형성되는 적어도 한 쌍의 연마 홈을 구비하는 지지 프레임;
상기 지지 프레임의 작동 공간 내에 슬라이딩 가능하도록 배치되는 슬라이드 몸체와, 상기 지지 프레임의 한 쌍의 지지 레일과 각각 마주하도록 배치되어 상기 한 쌍의 지지 레일과 나란히 연장되도록 상기 슬라이드 몸체에 형성되는 한 쌍의 슬라이드 레일을 구비하는 슬라이드 블록;
상기 지지 프레임의 한 쌍의 지지 레일에 대한 상기 슬라이드 블록의 한 쌍의 슬라이드 레일의 슬라이딩이 가능하도록 상기 한 쌍의 지지 레일과 상기 한 쌍의 슬라이드 레일의 사이에 구름 가능하게 배치되는 복수의 강구; 및
상기 지지 프레임에 설치되고 상기 슬라이드 블록에 연결되어 상기 지지 프레임에 대해 상기 지지 레일을 따라 상기 슬라이드 블록을 움직이는 작동 부재;를 포함하는 박형 정밀 리니어 액츄에이터.
제1항에 있어서,
상기 슬라이드 블록에 의해 움직이며 작업을 수행할 수 있도록 상기 슬라이드 블록에 연결되어 설치되는 워킹 부재;를 더 포함하는 박형 정밀 리니어 액츄에이터.
제1항에 있어서,
상기 지지 프레임의 프레임 몸체와 한 쌍의 지지 레일은 일체로 형성되는 박형 정밀 리니어 액츄에이터.
제1항에 있어서,
상기 한 쌍의 지지 레일과 한 쌍의 슬라이드 레일 사이에 각각 배치되고 상기 복수의 강구가 각각 삽입되어 구를 수 있는 복수의 강구 홀을 구비하는 한 쌍의 볼 케이지를 구비하는 케이지 부재;를 더 포함하는 박형 정밀 리니어 액츄에이터.
제4항에 있어서,
상기 케이지 부재는 상기 한 쌍의 볼 케이지가 같이 움직이도록 서로 연결하는 연결부를 더 포함하는 박형 정밀 리니어 액츄에이터.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 지지 프레임의 한 쌍의 지지 레일은 V자 형태의 홈으로 형성되고,
상기 지지 프레임의 연마 홈은, 상기 한 쌍의 지지 레일의 경사면과 동일한 경사 방향으로 연장되도록 형성되는 박형 정밀 리니어 액츄에이터.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 지지 프레임의 한 쌍의 지지 레일은 반원 형태의 홈으로 형성되고,
상기 지지 프레임의 연마 홈은, 상기 한 쌍의 지지 레일의 반원형 단면에 대응하는 연마 공구가 접근 가능한 경사 방향으로 연장되도록 형성되는 박형 정밀 리니어 액츄에이터.
제6항에 있어서,
상기 지지 프레임의 연마 홈은, 상기 한 쌍의 지지 레일의 양단과 각각 연결되도록 상기 프레임 몸체에 두 쌍이 형성되는 박형 정밀 리니어 액츄에이터.
제6항에 있어서,
상기 작동 부재는, 상기 지지 프레임의 프레임 몸체에 결합되는 작동 몸체와, 상기 작동 몸체에 설치되어 상기 슬라이드 블록의 슬라이드 몸체에 연결되는 공압 실린더를 포함하는 박형 정밀 리니어 액츄에이터.
제2항에 있어서,
상기 작동 부재는, 상기 지지 프레임의 프레임 몸체에 결합되는 작동 몸체와, 상기 작동 몸체에 설치되어 상기 슬라이드 블록의 슬라이드 몸체에 연결되는 공압 실린더와, 상기 작동 몸체와 상기 워킹 부재 사이에 설치되어 상기 공압 실린더에 의해 움직인 상기 워킹 부재를 복귀시키도록 탄성력을 제공하는 탄성 부재를 포함하는 박형 정밀 리니어 액츄에이터.
제4항 또는 제5항에 있어서,
상기 지지 프레임은, 상기 복수의 강구를 상기 케이지 부재의 복수의 강구 홀에 각각 삽입할 수 있도록 상기 프레임 몸체의 외면에서 상기 한 쌍의 지지 레일까지 연장되도록 형성되는 강구 삽입구를 더 포함하는 박형 정밀 리니어 액츄에이터.